CN117100707A - 一种针对hpv免疫原性蛋白的冻干保护剂及其应用 - Google Patents
一种针对hpv免疫原性蛋白的冻干保护剂及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于生物医药工程领域,特别提供了一种针对HPV免疫原性蛋白的冻干保护剂及其应用,该冻干保护剂含有不低于0.2M的较高浓度的氯化钠,辅以糖类和多元醇,同时不含有缓冲盐,成分简单、成本低廉,可以配合乳剂佐剂使用,能有效提高针对HPV免疫原性蛋白(特别是VLP颗粒)的保护效果,避免HPV蛋白在冻干过程中发生变性、沉淀或聚集,确保HPV蛋白冻干前后物理性质和化学性质的双重稳定,冻干后的HPV蛋白与冻干之前性质非常接近,纯度高、粒径小、分布均匀、酸碱性适中,从而保证相应的冻干制品的品质良好,制备疫苗时的有效性和使用时的安全性也得以保证。
Description
技术领域
本申请属于生物医药工程领域,特别涉及一种针对HPV免疫原性蛋白的冻干保护剂及其应用。
背景技术
人乳头瘤病毒(HPV)是一种环状的双链DNA病毒,其基因组长度约为8000对碱基,包含8~9个编码高度保守的核心蛋白的开放阅读框(ORFs),表达参与病毒基因组复制(E1、E2和E4)和组装(L1和L2)的蛋白,以及辅助蛋白(E5、E6和E7)。HPV的型别是根据高度保守的L1基因内成对的核苷酸序列来区分的,不同型别的HPV在核苷酸水平上至少有10%的差异,同一个种内的HPV型别≥70%的L1序列相同。Alpha属的HPV型别主要感染生殖器黏膜、肛门黏膜和上呼吸道黏膜,如果持续感染,则可能导致女性最常见的癌症之一宫颈癌,以及较为罕见的非角质化黏膜和下生殖道的癌变、肛门癌、口咽癌等。许多Beta属和Gamma属的HPV型别与儿童早期获得的皮肤不明显感染有关,并可在数年或数十年持续产生低水平的病毒颗粒。
病毒样颗粒(virus-like particles,VLP)是由病毒的一个或多个结构蛋白在体内或体外自组装而成的空心颗粒,呈正二十面体或螺旋结构,形态结构与天然病毒类似,但不含病毒的遗传物质,无法复制和扩增,因而能有效地诱导机体产生对病毒的免疫反应,同时不具备感染致病的能力,降低了免疫过程中的风险,已被广泛应用于乙肝、HPV等疫苗的开发中。
VLP疫苗虽有众多优点,但性质不稳定,即便是在低温下也容易出现病毒样颗粒的聚集、变性、析出等问题,为运输和储存增加了很大难度。为保证稳定性,必须要在完成纯化组装后将VLP样品尽快制成液体状态,这样不仅会增加生产的时间和经济成本,也会增加运输的成本和要求。相比于普通液体疫苗,冻干疫苗性质稳定、便于存储,可在常规冷链条件下贮存运输,能有效节约成本、并延长保存时间,使用时在重构后可快速产生抗体、保持原有的较好的免疫效果,因此成为多种疫苗(特别是重组蛋白疫苗)的优选形式。然而,VLP因其稳定性的不足,在冻干时也极易发生变性、聚集等情况,因此难以有效转化成冻干产品,在实际生产操作中仍然存在困难。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种针对HPV免疫原性蛋白(特别是结构蛋白或病毒样颗粒)的冻干保护剂、以及该冻干保护剂在制作HPV疫苗中的应用。
本发明的技术方案如下:
本发明第一方面提供了一种针对HPV免疫原性蛋白的冻干保护剂,所述冻干保护剂中含有浓度不低于0.2M(例如0.2M、0.25M、0.3M、0.35M、0.4M、0.45M或0.5M,或上述任意两个相邻数值之间的任意数值)的氯化钠。
在一些优选的实施方式中,所述冻干保护剂中氯化钠的浓度为0.3~0.5M。
申请人发现,在对HPV的VLP进行冻干时,如果冻干体系中含有较高浓度(特别是0.3~0.5M)的氯化钠时,VLP冻干前后的活性能够保持高度一致,同时可有效降低冻干复溶后不溶性颗粒的含量和粒径,从而确保VLP冻干后的品质,大大降低了VLP冻干的难度。
进一步地,所述冻干保护剂中还含有至少一种糖类和/或至少一种多元醇。
糖类和多元醇类都是冻干保护剂中常用的成分,添加到冻干体系中可以防止抗原在高盐浓度下析出沉淀;在本发明中,糖类和多元醇类成分与高浓度氯化钠联合使用,不仅能够防止盐析,还可以协同作用、保持VLP冻干前后的活性稳定。
在一些优选的实施方式中,所述糖类为蔗糖,所述多元醇为甘露醇。
进一步地,所述冻干保护剂中蔗糖的含量为0~4wt.%(例如0、0.5wt.%、1wt.%、1.5wt.%、2wt.%、2.5wt.%、3wt.%、3.5wt.%或4wt.%,或上述任意两个相邻数值之间的任意数值),优选为1~4wt.%;甘露醇的含量为0~4wt.%(例如0、0.5wt.%、1wt.%、1.5wt.%、2wt.%、2.5wt.%、3wt.%、3.5wt.%或4wt.%,或上述任意两个相邻数值之间的任意数值)。
在本申请提供的高渗条件下,该组合可以有效地发挥冻干保护作用,提高蛋白样品的物理和化学稳定性,防止盐析、聚集、变性等情况的发生。
一种最优选的实施方式中,所述冻干保护剂中含有0.5M氯化钠、1wt.%蔗糖、2wt.%甘露醇。
该配方是本申请提供的冻干保护剂的一种优选的实施方式,可以从稳定性、外观、酸碱性、溶解性、颗粒度、纯度以及比活性等多个方面对冻干品发挥保护作用,从而最大限度地保证HPV蛋白疫苗(特别是VLP疫苗)冻干复溶后的使用效果。
本发明第二方面提供了冻干保护剂在制备HPV免疫原性蛋白的冻干制品中的应用。
进一步地,所述HPV免疫原性蛋白包含HPV6型、11型、16型、18型、31型、33型、35型、39型、45型、51型、52型、56型、58型及59型中的一种或多种的L1蛋白和/或L2蛋白。
进一步地,所述HPV免疫原性蛋白包含HPV结构蛋白或病毒样颗粒。
进一步地,所述冻干制品为重组亚单位疫苗或病毒样颗粒疫苗。
本发明第三方面提供了一种HPV免疫原性组合物的冻干制剂,所述组合物包括上述的冻干保护剂以及至少一种HPV免疫原性蛋白,所述冻干制剂为所述组合物在减压干燥条件下去除溶剂得到的冻干粉。
进一步地,所述HPV免疫原性蛋白包含HPV6型、11型、16型、18型、31型、33型、35型、39型、45型、51型、52型、56型、58型及59型中的一种或多种的L1蛋白和/或L2蛋白。
进一步地,所述HPV免疫原性蛋白为HPV结构蛋白或病毒样颗粒。
进一步地,冻干之前的所述HPV免疫原性组合物中,所述HPV免疫原性蛋白的含量为10~5000μg/ml(例如10μg/ml、20μg/ml、30μg/ml、40μg/ml、50μg/ml、60μg/ml、70μg/ml、80μg/ml、90μg/ml、100μg/ml、120μg/ml 、150μg/ml、200μg/ml、250μg/ml、300μg/ml、400μg/ml、500μg/ml、600μg/ml、700μg/ml、800μg/ml、900μg/ml、1000μg/ml、1500μg/ml、2000μg/ml、2500μg/ml、3000μg/ml、3500μg/ml、4000μg/ml、4500μg/ml或5000μg/ml,或上述任意两个相邻数值之间的任意数值)。5000μg/ml是通过现有的工艺能获得的HPV免疫原性蛋白原液的最大浓度,经初步试验确认适用该冻干保护剂。这一范围理论上可以覆盖目前已知的所有HPV疫苗品种(包括原液和成品),即,该冻干保护剂理论上适用于目前已知的所有HPV疫苗品种(包括原液和成品)。
进一步地,所述组合物中还含有佐剂,所述佐剂包含角鲨烯、吐温、生育酚、司盘、MPL、LPA、CpG、poly(I:C)以及QS21中的至少一种。
进一步地,所述佐剂为水包油乳剂。
在一些优选的实施方式中,所述佐剂为水包油乳剂,所述水包油乳剂包含2-10wt.%角鲨烯、2-10 wt.%α-生育酚以及0.3-3 wt.%吐温80。
进一步地,冻干之前的所述HPV免疫原性组合物中,所述水包油乳剂含有20~24mg/mL角鲨烯、20~24mg/mL α-生育酚以及9~10mg/mL吐温80。
在此基础上的一种最优选的情况是,冻干之前的所述HPV免疫原性组合物中,所述水包油乳剂含有21.08mg/mL角鲨烯、23.72mg/mL α-生育酚以及9.72mg/mL吐温80。
在另一些优选的实施方式中,所述佐剂为水包油乳剂,所述水包油乳剂包含2-10wt.%角鲨烯、0.2-1.0wt.% 司盘85以及0.2-1.0 wt.%吐温80。
进一步地,冻干之前的所述HPV免疫原性组合物中,所述水包油乳剂含有10~30mg/mL角鲨烯、4~20mg/mL司盘85以及4~20mg/mL吐温80。
在此基础上的一种最优选的实施方式中,冻干之前的所述HPV免疫原性组合物中,所述水包油乳剂含有21.38mg/mL角鲨烯、10.40mg/mL司盘85以及9.72mg/mL吐温80。
本发明第四方面提供了一种HPV疫苗,包括上述冻干制剂、以及用于溶解所述冻干制剂的复溶剂,所述冻干制剂与所述复溶剂单独分装。
进一步地,所述复溶剂为佐剂或注射用水。
具体实施时,当所述冻干制剂中不含佐剂时,所述复溶剂为铝佐剂或上述水包油乳剂,所述铝佐剂选自氯化铝、硫酸铝、磷酸铝或明矾中的至少一种,且所述铝佐剂的含量为0.1~1mg/mL;当所述冻干制剂中含有上述水包油乳剂时,所述复溶剂为注射用水。
本发明第五方面提供了一种HPV疫苗的冻干制剂,含有HPV的L1蛋白VLP和冻干保护剂,所述L1蛋白浓度为500~600μg/ml;所述冻干保护剂中含有pH值6.2~6.5的10mM His-盐酸缓冲液,NaCl 0.3M~0.5M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%以及甘露醇0~4wt.%。
进一步地,所述冻干保护剂中含有NaCl 0.4M或0.5M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%以及甘露醇2wt.%。
进一步地,所述HPV的L1蛋白VLP为HPV6、HPV11、HPV16或HPV18型的L1蛋白VLP。
另外需要说明的是,实际使用中,溶液的渗透压整体上呈现出与氯化钠浓度呈正相关的关系,即,氯化钠浓度越高,渗透压也随之升高。本申请中采用的氯化钠浓度为0.2~0.5M,液体状态的渗透压可达到500 mOsmol/kg以上、最高甚至可超过1000mOsmol/kg,对于注射剂属于较高水平。根据现有研究,肌肉注射高渗溶液时引起的不良反应主要是局部的疼痛,但对于局部组织的损害与等渗溶液并没有显著差别(除疼痛以外未发现其他风险),疼痛感的阈值大约为600mOsmol/kg,这种疼痛可以通过避免极端的pH/高浓度缓冲液、减小给药体积(<1.0mL)、使用麻醉剂(在肌肉注射超过1000mOsmol/kg的高渗溶液时)等措施进行缓解(Wang. International Journal of Pharmaceutics, 2015, 490: 308–315.)。根据下文实验例的记载可知,本申请中的各样品复溶后的pH均处于6~7的弱酸性区间,并且疫苗产品的单次注射体积通常为0.5ml,可见本申请相当于已经采取了相应的措施,可以在一定程度上克服含有0.5M氯化钠的高渗注射剂引起的疼痛。另外,发明人使用本申请提供的高渗的注射液进行了小鼠免疫试验,在试验过程中并未发现接受了高渗注射剂的小鼠会产生比接受低渗注射剂的小鼠更为明显或严重的不良反应,据此认为可以在一定程度上对本申请提供的高渗注射剂的安全性做出预期。
本发明的有益效果如下:本发明提供了一种针对HPV免疫原性蛋白的冻干保护剂,含有较高浓度的氯化钠,辅以糖类和多元醇,同时不含有缓冲盐,成分简单、成本低廉,可以配合乳剂佐剂使用,能有效提高针对HPV免疫原性蛋白(特别是VLP颗粒)的保护效果,避免HPV蛋白在冻干过程中发生变性、沉淀或聚集,确保HPV蛋白冻干前后物理性质和化学性质的双重稳定,冻干后的HPV蛋白与冻干之前性质非常接近,纯度高、粒径小、分布均匀、酸碱性适中,从而保证相应的冻干制品的品质良好,制备疫苗时的有效性和使用时的安全性也得以保证。
附图说明
图1(a)为1~7组样品冻干粉外观形态的比较;
图1(b)为8~13组样品冻干粉外观形态的比较;
图1(c)为14~19组样品冻干粉外观形态的比较;
图2(a)为各组样品冻干前在溶液中的粒径情况;
图2(b)为各组样品冻干后在溶液中的粒径情况;
图3(a)为各组样品冻干前抗原的比活性情况;
图3(b)为各组样品冻干后抗原的比活性情况;
图4为各组样品冻干后含水量的检测结果;
图5为不同氯化钠浓度下冻干的HPV6型抗原中和抗体效价。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本申请中,“冻干保护剂”是指在冷冻干燥样品(特别是蛋白质样品)中使用的、能够保护样品免受冻干过程中各种应力影响的添加剂。蛋白在冻干过程中存在许多应力,包括低温应力、冻结应力(枝状冰晶的形成、离子强度的增加、pH的改变、相分离等)、干燥应力(失去蛋白质表面水分子)等,这些应力容易直接或间接导致蛋白质的天然构象被破坏、从而发生变性或失活。现有的冷冻保护剂有很多种分类方式,但目前的主流方式是按照功能分成5类:(1)pH缓冲剂,如Tris、组氨酸、枸橼酸等;(2)配体,可以优化蛋白质的热力学稳定性;(3)稳定剂,一般为糖类(以双糖为主),可通过抑制蛋白质的展开和提供玻璃基质起保护作用;(4)非离子表面活性剂,可减少蛋白质的聚集;(5)填充剂,如甘露醇等多元醇、甘氨酸、羟乙基淀粉、血清白蛋白等,可提高产品的物理成型性。
在本申请中,使用的HPV蛋白可以为至少一种型别的L1蛋白或L2蛋白、或相应蛋白的病毒样颗粒,具体型别可以选自低危型HPV(例如HPV6、11、40、42、43、44、54、61、70、72、81、89),中风险型HPV(例如HPV26、53、66、73、82),或者高危型HPV(例如HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、68),进一步优选为HPV6、11、16、18、31、33、45、52、58中一种或多种型别的L1蛋白,具体制备方法可参考公开号为CN103361377B、CN103361280B、CN103215302B、CN104164374、CN104164446B、CN104164447B、CN104120089B、CN104120088B以及CN104164373B的专利中的记载。
在本申请中,冻干前体系中HPV L1蛋白的浓度10~5000μg/ml理论上可以覆盖目前已知的所有HPV疫苗品种(包括原液和成品)。例如,进口疫苗中,默沙东的九价疫苗“Gardasil 9”中L1蛋白的总量为540μg/ml,其中具体含有HPV 6 型L1蛋白60μg/ml、HPV 11型L1蛋白80μg/ml、HPV 16型L1蛋白120μg/ml、HPV 18型L1蛋白80μg/ml、HPV 31型L1蛋白40μg/ml、HPV 33型L1蛋白40μg/ml、HPV 45型L1蛋白40μg/ml、HPV 52型L1蛋白40μg/ml、HPV58型L1蛋白40μg/ml;国产疫苗中,厦门万泰沧海的二价疫苗“希瑞适”中L1蛋白的总量(经换算后)为120μg/ml,其中具体含有HPV16型L1蛋白80μg/ml、HPV18型L1蛋白40μg/ml。以上数值均处于10~5000μg/ml的范围之内。在下文的实施例中,使用的HPV原液(即冻干前的体系)中L1蛋白的浓度为540μg/ml,为参考Gardasil 9设计的,对于疫苗来说属于较高浓度水平。实验结果表明,本申请提供的冻干保护剂针对540μg/ml浓度的L1蛋白能提供出色的保护能力,对L1蛋白冻干前后理化性质的稳定性能够充分保证,可以预期该冻干保护剂针对较低浓度的L1蛋白同样能取得良好的保护效果。
在本申请中,“糖类”是指多羟基醛、多羟基酮以及能水解而生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。糖类是冻干制品中最常使用的赋形剂,关于其保护作用机制有两种假说:一是糖类的羟基在干燥和脱水过程中与蛋白质的极性基团形成氢键,进而取代蛋白质上的水分子,形成一层水化膜,防止氢键暴露,从而稳定蛋白质的高级结构、维持其活性;二是含糖溶液在冻干过程中会玻璃化,此时糖液所处的状态为玻璃态,这一状态下糖类保护剂黏度较高,分子扩散系数较低,因而会将蛋白质分子包裹,形成一种碳水化合物玻璃体,从而维持蛋白质的分子结构,提高稳定性。在本申请中,糖类可以是单糖(例如葡萄糖、果糖、木糖、半乳糖等)、低聚糖(例如蔗糖、麦芽糖、海藻糖、乳糖、棉子糖等)或多糖(例如淀粉、麦芽糖糊精、麦芽多糖、果聚糖、菊糖等)。目前一般认为,单糖中半乳糖的保护效果最好,而二糖的保护效果普遍较好,三糖中则是棉子糖保护效果最好。
在本申请中,“多元醇类”既包括化工合成类的多元醇(如乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇等),也包括由糖制成的、可食用的糖醇(例如山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇、甘露醇等)。多元醇可以通过羟基稳定蛋白质,因此已有多种多元醇被用作蛋白质冷冻和冻干中的保护剂。其中,甘露醇一般用作填充剂,在慢速冻结时会结晶,从而为活性组分提供支撑结构,且不与活性组分发生反应;甘油一般用作低温保护剂。
实施例1 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.2M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%以及甘露醇2wt.%。
实施例2 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.3M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%以及甘露醇2wt.%。
实施例3 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.5M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%以及甘露醇2wt.%。
实施例4 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.2M,吐温80 0.02wt.%以及蔗糖4wt.%。
实施例5 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.3M,吐温80 0.02wt.%以及蔗糖4wt.%。
实施例6 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.5M,吐温80 0.02wt.%以及蔗糖4wt.%。
实施例7 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.2M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖2wt.%以及甘露醇4wt.%。
实施例8 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.3M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖2wt.%以及甘露醇4wt.%。
实施例9 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.5M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖2wt.%以及甘露醇4wt.%。
实施例10 HPV11疫苗的制备
采用HPV11的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.3M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%,甘露醇2wt.%。疫苗中还含有佐剂成分,具体含有角鲨烯24mg/mL、α-生育酚20mg/mL和吐温80 9mg/mL。
实施例11 HPV11疫苗的制备
采用HPV11的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.5M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%,甘露醇2wt.%。疫苗中还含有佐剂成分,具体含有角鲨烯20mg/mL、α-生育酚24mg/mL和吐温80 10mg/mL。
实施例12 HPV11疫苗的制备
采用HPV11的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.3M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖4wt.%。疫苗中还含有佐剂成分,具体含有角鲨烯21.08mg/mL、α-生育酚 23.72mg/mL和吐温80 9.72mg/mL。
实施例13 HPV11疫苗的制备
采用HPV11的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.5M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖4wt.%。疫苗中还含有佐剂成分,具体含有角鲨烯21.08mg/mL、α-生育酚 23.72mg/mL和吐温80 9.72mg/mL。
实施例14 HPV二价疫苗的制备
采用HPV6和HPV11的L1蛋白VLP混合作为抗原,制备HPV疫苗,其中每种毒株的蛋白浓度均为270μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl0.3M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖2wt.%,甘露醇4wt.%。疫苗中还含有佐剂成分,具体含有角鲨烯24mg/mL、α-生育酚20mg/mL和吐温80 9mg/mL。
实施例15 HPV二价疫苗的制备
采用HPV6和HPV11的L1蛋白VLP混合作为抗原,制备HPV疫苗,其中每种毒株的蛋白浓度均为270μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl0.5M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖2wt.%,甘露醇4wt.%。疫苗中还含有佐剂成分,具体含有角鲨烯21.08mg/mL、α-生育酚 23.72mg/mL和吐温80 9.72mg/mL。
对照例1 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%以及甘露醇2wt.%。
对照例2 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.05M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%以及甘露醇2wt.%。
对照例3 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.1M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%以及甘露醇2wt.%。
对照例4 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),吐温80 0.02wt.%以及蔗糖4wt.%。
对照例5 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.05M,吐温80 0.02wt.%以及蔗糖4wt.%。
对照例6 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.1M,吐温80 0.02wt.%以及蔗糖4wt.%。
对照例7 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),吐温80 0.02wt.%,蔗糖2wt.%以及甘露醇4wt.%。
对照例8 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.05M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖2wt.%以及甘露醇4wt.%。
对照例9 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.1M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖2wt.%以及甘露醇4wt.%。
对照例10 HPV6疫苗的制备
采用HPV6的L1蛋白VLP作为抗原,制备HPV疫苗,其中蛋白浓度为540μg/ml。疫苗中还含有如下成分:10mM His-盐酸缓冲液(pH6.2~6.5),NaCl 0.5M以及吐温80 0.02wt.%。
实验例 不同冻干保护剂配方对冻干效果的影响
如表1所示,分别根据实施例1~9和对照例1~10制备HPV液体疫苗,并将得到的所有疫苗在同样的条件下进行冷冻干燥、去除溶剂,得到冻干粉。冻干条件如下:将样品置于冻干机板层上,-45℃~-50℃预冻3h,在-30℃条件下进行一次干燥、持续30h,之后升高至25℃进行二次干燥、持续10h。
表1 冻干实验的分组设置方式
(1)各组冻干粉外观形态的比较
如图1(a)、图1(b)以及图1(c)所示,从整体来看,当氯化钠浓度为0或0.05M时,冻干粉外观整齐、稳定;当氯化钠浓度升高时,冻干粉的外观开始变差,产生收缩、塌陷等现象。但在第7组(实施例3)和第13组(实施例6)中,冻干粉的外观也较为整齐。可见氯化钠浓度升高在总体上会影响冻干物的外观,但当浓度进一步升高时,这种影响可能反而会降低,推测可能是处方中浓度较高的氯化钠能在一定程度上起到冻干赋形的作用。
(2)冻干前后基本性质的比较
用等体积的注射用水分别对各组冻干粉进行复溶,比较复溶后各样品的稳定性、pH、粒径、纯度以及比活性等指标。结果如表2和表3所示。
表2 冻干前各组样品的检测情况
表3 冻干后各组样品的检测情况
注:2、3、8、9、14、15组在SEC-HPLC检测中未检测到样品峰,故无纯度结果。
从表2和表3中可以看出,各组样品在冻干前后的pH和蛋白浓度均保持稳定、未发生明显改变。冻干前后,各组样品的粒径多数有小幅度的升高,但总体上保持稳定,个别组的分散系数也有一定程度的增加,但基本不超过0.3,颗粒分布均匀程度仍然较高;整体上来看,粒径大小随着氯化钠浓度的升高而显著降低,特别是当氯化钠浓度超过0.2M时,粒径能够维持在较低的水平(如图2(a)和2(b)所示)。比活性的检测结果如图3(a)和3(b)所示,冻干前后比活性的变化趋势基本相同,均是随着氯化钠浓度的升高而上升。冻干粉中含水量的检测结果如图4所示,随着氯化钠浓度的升高,含水量先呈升高趋势,但当氯化钠浓度升至0.5M时,含水量又降至与不含氯化钠时相当的低水平。
(3)各组冻干粉复溶效果的比较
在复溶过程中,对各组的复溶时间进行记录,在复溶后对溶液中的不溶性微粒含量进行检测,结果如表4所示。
表4 各组样品的复溶情况
从表4可以看出,在其他成分相同的情况下,氯化钠的浓度对于复溶时间的长短并未产生直接的影响;而当蔗糖和甘露醇的含量发生变化时,整体的溶解时间则呈现出一定的变化趋势,其中2~7组(蔗糖1wt.%、甘露醇2wt.%)的平均时间最短、为20s,8~13组(蔗糖4wt.%)的平均时间为22.5s,而14~19组(蔗糖2wt.%、甘露醇4wt.%)的平均时间为最长、为27.5s。可见冻干粉的复溶更多是受到蔗糖、甘露醇等其他成分的影响。
复溶体系中,各组中不溶性微粒主要集中在2~500nm和5~500nm两个等级,另有少量10~500nm颗粒,25~500nm的颗粒几乎不存在,并且含有高浓度氯化钠的体系中不溶性微粒的粒径和含量整体上小于含有低浓度氯化钠的体系。对各组复溶物进行SDS-PAGE检测,各组在冻干前后的条带无明显差异,冻干后没有新条带产生。由此可见,所有样品在冻干后均具有较好的稳定性,并且较高浓度的氯化钠并不会对蛋白的溶解性造成影响。
(4)不同氯化钠浓度下冻干的HPV6型抗原中和抗体效价
选择实施例1~3和对照例1~3的疫苗冻干后得到的冻干品,分别用等体积注射用水复溶,再用AS03佐剂稀释至抗原浓度达到3μg/ml,按照0.1ml/只的剂量免疫Balbc小鼠,每组免疫5只,间隔14d免疫两次,二免14天后采血,对产生的中和抗体效价情况进行检测。
结果如图5所示,当氯化钠浓度在0.2M以下时,0M、0.05M、0.1M各组的中和抗体效价分别为1538、1438、1109,三组之间水平相当、未产生显著差异;当氯化钠浓度提高到0.2M时,中和抗体效价出现明显提高、达到2369;当氯化钠浓度进一步提高到0.3M和0.5M时,中和抗体效价分别达到4536和4163、显著高于其余各组。可见较高浓度的氯化钠可能有助于提高蛋白抗原在冻干-复溶过程中的稳定性、使抗原保持较高的活性。
综上所述,高浓度的氯化钠可以有效保证蛋白样品冻干后的结构稳定性、活性以及颗粒均匀度等性质维持在较高水平,特别是在0.5M的高浓度下,除了上述指标基本能够达到最佳水平以外,在冻干粉的含水量以及复溶时的溶解性方面也表现出极大的优势。而对于高浓度带来的高渗透压所导致的局部疼痛的问题,目前也有比较成熟的解决措施。因此,综合以上信息可以看出,高浓度氯化钠,特别是0.5M的浓度水平,在HPV蛋白冻干中能表现出优异的保护作用,其中最佳的组合方式是0.5M氯化钠+1wt.%蔗糖+2wt.%甘露醇。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (26)
1.一种针对HPV免疫原性蛋白的冻干保护剂,其特征在于,所述冻干保护剂中含有浓度不低于0.2M的氯化钠。
2.如权利要求1所述的冻干保护剂,其特征在于,所述冻干保护剂中氯化钠的浓度为0.3~0.5M。
3.如权利要求1所述的冻干保护剂,其特征在于,所述冻干保护剂中还含有至少一种糖类和/或至少一种多元醇。
4.如权利要求3所述的冻干保护剂,其特征在于,所述糖类为蔗糖,所述多元醇为甘露醇。
5.如权利要求4所述的冻干保护剂,其特征在于,所述冻干保护剂中蔗糖的含量为1~4wt.%,甘露醇的含量为0~4 wt.%。
6.如权利要求5所述的冻干保护剂,其特征在于,所述冻干保护剂中含有0.5M氯化钠、1wt.%蔗糖、2 wt.%甘露醇。
7.权利要求1~6中任一项所述的冻干保护剂在制备HPV免疫原性蛋白的冻干制品中的应用。
8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述HPV免疫原性蛋白包含HPV6型、11型、16型、18型、31型、33型、35型、39型、45型、51型、52型、56型、58型及59型中的一种或多种的L1蛋白和/或L2蛋白。
9.如权利要求8所述的应用,其特征在于,所述HPV免疫原性蛋白包含HPV结构蛋白或病毒样颗粒。
10.如权利要求9所述的应用,其特征在于,所述冻干制品为重组亚单位疫苗或病毒样颗粒疫苗。
11.一种HPV免疫原性组合物的冻干制剂,其特征在于,所述组合物包括权利要求1~6中任一项所述的冻干保护剂以及至少一种HPV免疫原性蛋白,所述冻干制剂为所述HPV免疫原性组合物在减压干燥条件下去除溶剂得到的冻干粉。
12.如权利要求11所述的冻干制剂,其特征在于,所述HPV免疫原性蛋白包含HPV6型、11型、16型、18型、31型、33型、35型、39型、45型、51型、52型、56型、58型及59型中的一种或多种的L1蛋白和/或L2蛋白。
13.如权利要求12所述的冻干制剂,其特征在于,所述HPV免疫原性蛋白为HPV结构蛋白或病毒样颗粒。
14.如权利要求13所述的冻干制剂,其特征在于,冻干之前的所述HPV免疫原性组合物中,所述HPV免疫原性蛋白的含量为10~5000μg/ml。
15.如权利要求14所述的冻干制剂,其特征在于,所述组合物中还含有佐剂,所述佐剂包含角鲨烯、吐温、生育酚、司盘、MPL、LPA、CpG、poly(I:C)以及QS21中的至少一种。
16.如权利要求15所述的冻干制剂,其特征在于,所述佐剂为水包油乳剂。
17.如权利要求16所述的冻干制剂,其特征在于,所述水包油乳剂包含2-10 wt.%角鲨烯、2-10 wt.% α-生育酚以及0.3-3 wt.%吐温80。
18.如权利要求17所述的冻干制剂,其特征在于,冻干之前的所述HPV免疫原性组合物中,所述水包油乳剂含有20~24mg/mL角鲨烯、20~24mg/mL α-生育酚以及9~10mg/mL吐温80。
19.如权利要求18所述的冻干制剂,其特征在于,冻干之前的所述HPV免疫原性组合物中,所述水包油乳剂含有21.08mg/mL角鲨烯、23.72mg/mL α-生育酚以及9.72mg/mL吐温80。
20.如权利要求16所述的冻干制剂,其特征在于,所述水包油乳剂包含2-10 wt.%角鲨烯、0.2-1.0 wt.% 司盘85以及0.2-1.0 wt.%吐温80。
21.如权利要求20所述的冻干制剂,其特征在于,冻干之前的所述HPV免疫原性组合物中,所述水包油乳剂含有10~30mg/mL角鲨烯、4~20mg/mL司盘85以及4~20mg/mL吐温80。
22.如权利要求21所述的冻干制剂,其特征在于,冻干之前的所述HPV免疫原性组合物中,所述水包油乳剂含有21.38mg/mL角鲨烯、10.40mg/mL司盘85以及9.72mg/mL吐温80。
23.一种HPV疫苗,包括权利要求11~22中任一项所述的冻干制剂、以及用于溶解所述冻干制剂的复溶剂,其特征在于,所述冻干制剂与所述复溶剂单独分装。
24.一种HPV疫苗的冻干制剂,含有HPV的L1蛋白VLP和冻干保护剂,其特征在于,所述L1蛋白浓度为500~600μg/ml;所述冻干保护剂中含有pH值6.2~6.5的10mM His-盐酸缓冲液,NaCl 0.3M~0.5M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%以及甘露醇0~4wt.%。
25.如权利要求24所述的冻干制剂,其特征在于,所述冻干保护剂中含有NaCl 0.4M或0.5M,吐温80 0.02wt.%,蔗糖1wt.%以及甘露醇2wt.%。
26.如权利要求24所述的冻干制剂,其特征在于,所述HPV的L1蛋白VLP为HPV6、HPV11、HPV16或HPV18型的L1蛋白VLP。
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